Desde que eu vi o modelo criado por Chemteacher628 e que está no Thingiverse (imagem abaixo), eu fiquei com vontade de fazer um assim. Esse modelo traz duas funcionalidades interessantes para mostrar em sala de aula:
- ele mostra o retículo cristalino do cloreto de sódio, que pode ser usado ao se falar sobre o estado sólido e na parte sobre ligações iônicas;
- ele mostra como se dá a solvatação dos íons quando uma molécula de água encontra o cristal.
Outra opção é você imprimir todos os átomos de cada cor separadamente e então colar ou juntar esses átomos de alguma forma. Esse foi o caminho que nós escolhemos.
O PROBLEMA DAS ESFERAS
Colar uma esfera na outra é um processo complicado porque quando encostamos uma esfera na outra, apenas uma pequena área da esfera encosta na vizinha. Isso também é um problema na hora em que queremos imprimir uma esfera.
Quando você coloca um modelo de uma esfera para imprimir, apenas um ponto está encostado na mesa da impressora. Com isso, a esfera pode se soltar da mesa com muita facilidade. Além disso, a parte de baixo da esfera não possui apoio nenhum e pode necessitar de suporte para imprimir.
O MODELO
Para o nosso modelo, resolvi imprimir cada tipo de átomo separadamente e juntá-los usando palitos de madeira (usei espetos de churrasco lisos e cilíndricos). A primeira tarefa foi buscar as dimensões para os íons sódio e cloreto. Para isso temos de buscar os raios iônicos, que são diferentes dos raios dos átomos neutros. O átomo de sódio, ao perder um elétron e se tornar o cátion Na+ tem seu raio diminuído. Já o átomo de cloro, quando ganha um elétron e se transforma no ânion cloreto, aumenta o seu raio. Usamos as proporções para os íons mostradas na imagem abaixo.
As imagens abaixo mostram a primeira versão do modelo, com os átomos ligados pelos palitos de madeira. Íons de sódio foram impressos em amarelo e cloretos em azul.
A segunda tentativa
Para a segunda versão do modelo, resolvemos fazer os átomos de sódio e cloro um pouco maiores. Além disso, para resolver o problema da adesão das esferas na mesa de impressão, fizemos cortes nos lados das esferas. Alem disso, aumentamos o tamanho dos furos nas faces e imprimimos pequenos bastões que foram usados para conectar as peças. Nesta versão, os átomos de sódio foram impressos na cor roxo e os de cloro na cor verde. Os bastões podem ser impressos em qualquer cor, pois não serão visíveis após a montagem.
Imprimimos 13 átomos de sódio e 14 átomos de cloro, que foram conectados com os bastões, formando um cubo com 3 peças de altura e 3 de largura, mostrado na imagem abaixo.
Finalmentes
Embora tenhamos chegado a um modelo interessante para o cloreto de sódio, ele ainda pode ser melhorado. Para novas versões, pretendemos imprimir os átomos de sódio e de cloro com furos apenas nas faces que serão realmente conectadas com outros átomos, deixando as faces externas redondas, sem os cortes. Acredito que isso irá melhorar muito a aparência do modelo.
Uma segunda melhoria seria usar pequenos discos de ímã de neodímio para conectar os átomos. Os discos podem ser colados em furos nos átomos e ter a polaridade ajustada para que átomos de sódio apenas atraiam átomos de cloro.
E na sequência, precisamos ter moléculas de água em escala, que vão conectar com os íons de sódio e cloreto na posição adequada com relação à sua carga e a polaridade da água.
Gostou do modelo? Comente e compartilhe com seus colegas. Este modelo está disponível para empréstimo para professores no nosso catálogo.
